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城市空中交通动态空域垂直起降飞行器路径优化
1
作者 周航 赵风旸 胡小兵 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期295-308,共14页
针对目前城市空中交通动态空域航线优化方法难以保证最优性和计算效率上不足,以及对市区与市郊混合运行场景覆盖的缺陷,首先,提出一种适用于市郊和市区运行的城郊结合路网构建方法;其次,基于电动垂直起降飞行器(eVTOL)飞行动力学模型,... 针对目前城市空中交通动态空域航线优化方法难以保证最优性和计算效率上不足,以及对市区与市郊混合运行场景覆盖的缺陷,首先,提出一种适用于市郊和市区运行的城郊结合路网构建方法;其次,基于电动垂直起降飞行器(eVTOL)飞行动力学模型,提出准确的eVTOL功率消耗模型优化飞行路径;最后,基于涟漪扩散算法(RSA)提出适用于动态空域中的动态加权路网(RSA-DWRN)算法。通过构建包含时变气流和障碍区影响的城郊结合路网结构,以优化路径耗电量、飞行时间、计算时间和匹配度为指标,比较RSA-DWRN和传统动态路径优化算法DPO-A*在5种场景下600次实验优化效果。仿真结果表明:RSA-DWRN算法在4类指标下效果最好,且当动态空域环境因素越复杂时,RSA-DWRN表现越优;当空域中存在移动障碍物时,DPO-A*算法无法预测其运动轨迹且需频繁更新路网状态,大量提高了路径规划计算成本,而RSA-DWRN算法在相同情景下与动态环境变化过程协同进化,得到同时保证优化结果和计算效率的最优解。 展开更多
关键词 航空运输 城郊结合路网 涟漪扩散算法 电动垂直起降飞行器 动态空域 路径优化
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考虑旅客到达准时性的城市值机移动站点动态分布模型
2
作者 张铭霞 周航 胡小兵 《交通信息与安全》 CSCD 北大核心 2023年第5期167-175,共9页
现有城市值机移动服务站点设施分布模型在优化中未考虑旅客到达服务站点的时间不确定性,其优化结果通常与实际情况存在差异,导致无法对提前或延误到达的旅客进行服务。为解决时间不确定性对优化求解造成的不利影响,研究基于旅客准时性... 现有城市值机移动服务站点设施分布模型在优化中未考虑旅客到达服务站点的时间不确定性,其优化结果通常与实际情况存在差异,导致无法对提前或延误到达的旅客进行服务。为解决时间不确定性对优化求解造成的不利影响,研究基于旅客准时性概率函数的动态设施分布模型。针对城市值机移动服务站点布局优化问题,构建完整的数学模型,并提出动态设施分布的优化评价指标。采用正态分布型旅客准时性概率函数,用以预估旅客实际到站时间与申报到站时间的差异。基于不同服务时段客源点的位置分布,采用涟漪扩散算法和遗传算法优化服务站点位置并计算所有旅客与站点间的最优路径。基于天津市路网和旅客分布的真实数据,对旅客准时到站和考虑旅客到站时间不确定2种场景进行仿真对比实验。结果表明:旅客到站时间概率模型优化结果优于旅客准时到站模型,动态设施分布评价指标提升4.31%。其中,旅客到达站点的平均路径长度减少0.35%,旅客可接受距离总超出量减少6.26%,站点服务容量总超出量减少4.13%。旅客到站时间概率模型能够充分考虑到站时间不确定性,并基于旅客实际到站时间更好地优化设施布局。基于旅客准时性概率函数的城市值机移动服务站点动态分布模型具有可移植性,可应用于物流服务的动态选址等问题。 展开更多
关键词 智能交通 城市候机楼 城市值机移动服务站点 涟漪扩散算法 遗传算法 正态分布 到站时间概率
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市区行李值机服务移动站点优化方法 被引量：1
3
作者 胡小兵 张雪梅 +1 位作者 周航 马一鸣 《交通信息与安全》 CSCD 北大核心 2022年第3期136-145,共10页
为提高航空运输的服务质量和竞争力,克服传统城市候机楼在服务范围有限、成本高和选址难度高等弊端,提出1种基于市区移动站点(UMS)的航空旅客行李值机服务模式。UMS基于乘客的实时位置分布差异来动态调配移动站点在城市的位置,因此需要... 为提高航空运输的服务质量和竞争力,克服传统城市候机楼在服务范围有限、成本高和选址难度高等弊端,提出1种基于市区移动站点(UMS)的航空旅客行李值机服务模式。UMS基于乘客的实时位置分布差异来动态调配移动站点在城市的位置,因此需要解决UMS站点布局优化问题。综合考虑乘客到服务站点的平均路径长度和乘客最大可接受距离等2个重要指标,基于服务站点位置、不同时段的客源分布和站点的最大服务容量等限制因素对2个重要指标进行约束,建立基于路网的UMS布局优化的数学模型。为满足UMS服务模式对优化运算时效性的严格要求,提出1种混合智能优化算法,采用涟漪扩散算法(RSA)求解乘客与UMS站点多对多路径优化问题,采用自适应遗传算法(AGA)高效优化UMS位置分布。以天津城市路网的实际案例与随机生成测试案例对市区移动站点和城市候机楼2种模式的各服务时段的服务质量进行比较。结果显示:在相同站点数量的情况下,乘客到服务站点的平均路径长度比城市候机楼模式减小30.9%,超出乘客的可接受路径长度比城市候机楼模式减少43.7%;UMS位置分布优化使用混合算法(RSA-AGA),其平均计算时间为377 s,比城市候机楼模式所需的平均计算时间减少了41.2%;UMS服务模式在不同站点数量和随机生成测试案例中,各项优化目标均优于城市候机楼模式,更符合乘客的实时需求,验证了UMS运营模式的优越性。 展开更多
关键词 智能交通 城市候机楼 市区移动值机站点 涟漪扩散算法 自适应遗传算法 行李值机服务
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基于组合优化的飞机定检任务调度优化方法研究
4
作者 胡小兵 赵宇勃 +2 位作者 王瑞昕 吴志冬 曾志鸿 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期214-222,共9页
针对飞机定检任务调度问题(Aircraft Regular Check Task Scheduling Problem,ARCTSP),以最小化每日不同类型资源使用量的实际值与期望值的差值为目标,本文为其建立一套用于调度优化的数学模型,提出基于串行调度的启发式算法。该启发式... 针对飞机定检任务调度问题(Aircraft Regular Check Task Scheduling Problem,ARCTSP),以最小化每日不同类型资源使用量的实际值与期望值的差值为目标,本文为其建立一套用于调度优化的数学模型,提出基于串行调度的启发式算法。该启发式算法,通过建立任务调度备选集、设计任务优先级规则来确定任务调度的先后顺序,满足复杂的约束条件;使用设置的贪心策略调度任务,提高搜索效率,两者结合来切实实现优化目标。此外,基于ARCTSP的数学描述,还为其提出一种整数线性规划模型(Integer Linear Programming,ILP),并对其进行求解。使用实际生产中的飞机定检维修真实数据作为实验对象测试算法,实验结果验证了算法的有效性,相较于现行的实际应用的调度方法,所提算法对所消耗的不同种人力资源的求解质量的提升均在64.55%以上。 展开更多
关键词 航空运输 飞机定检任务调度 组合优化 启发式算法 整数线性规划
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